硫酸软骨蛋白聚糖调控神经损伤修复机制

硫酸软骨蛋白聚糖是神经元周围网络的重要组分,其在神经元迁移分化、内在特性形成以及突触可塑性变化中具有重要作用。诸多证据表明,中枢神经损伤或疾病发生时,硫酸软骨蛋白聚糖在损伤部位的表达量升高,从而抑制损伤后的修复。本文综述硫酸软骨蛋白聚糖的分类、表达分布、功能及其在神经损伤修复中的调控机制,以丰富基于硫酸软骨蛋白聚糖的神经损伤诊治策略和药物研发的新思考。

嗅鞘细胞抑制脊髓损伤后硫酸软骨素蛋白聚糖表达的实验研究

目的:探讨嗅鞘细胞(OECs)移植的治疗作用及其对影响硫酸软骨素蛋白聚糖类分子(CSPGs)表达的影响。方法:将培养的OECs移植于脊髓半横断的Wistar大鼠,移植术后对模型进行数个时间点的BBB运动功能评分,损伤即移植术后4周,对实验组和对照组动物取材,进行免疫组织化学和Western blotting检测。结果:移植后4周,实验组动物的BBB评分高于对照组动物。免疫组织化学和Western blotting检测发现,实验组动物损伤处CSPGs物质表达低于对照组动物。结论:OECs促进脊髓损伤动物运动功能恢复的作用可能与抑制CSPGs分子表达有关。

寡核苷酸对脊髓损伤后硫酸软骨素蛋白聚糖表达调控的实验研究

目的用人工合成的内切磷硫酰寡脱氧核糖核苷酸(ODN-PSs)对脊髓损伤进行干预,分析硫酸软骨素蛋白聚糖表达,探讨ODN-PSs与神经损伤修复的关系。方法采用改良AllenWD法[1]制成脊髓损伤模型后,再随机分为ODN-PSsXT-1实验组30只和实验对照组30只进行干预实验;利用免疫组化染色,Western blot和RT-PCR方法对细胞表达的硫酸软骨素蛋白聚糖和木糖基转移酶-1(XT-1)mRNA进行分析。结果免疫印迹和RT-PCR分析结果表明,XT-1ODN-PSs可减少减少CSPG蛋白和XT-1基因的表达。结论人工合成XT-1ODN-PSs寡核苷酸对脊髓损伤后硫酸软骨素蛋白聚糖表达有明显的抑制作用,从而有利于损伤神经核突起的再生。

寡核苷酸对星形胶质细胞硫酸软骨素蛋白聚糖表达调控的实验研究

目的用人工合成的内切磷硫酰寡脱氧核糖核苷酸(ODN-PSs)对星形胶质细胞进行体外干预培养,分析硫酸软骨素蛋白聚糖表达,探讨ODN-PSs与神经损伤修复的关系。方法采用星形胶质细胞体外诱导培养技术,制备得到ODN-PSs条件培养的细胞;利用斑点杂交、免疫印迹和RT-PCR方法对细胞表达的硫酸软骨素蛋白聚糖和木糖基转移酶-1(XT-1)mRNA进行分析。结果制备的星形胶质细胞采用抗GFAP抗体进行免疫细胞化学染色法进行鉴定,纯度在95%以上;条件培养星形胶质细胞的免疫印迹和RT-PCR分析结果表明,XT-1 ODN-PSs可减少星形胶质细胞CSPG蛋白和XT-1基因的表达。结论人工合成XT-1 ODN-PSs寡核苷酸对星形胶质细胞硫酸软骨素蛋白聚糖表达有明显的抑制作用,从而有利于损伤神经核突起的再生。

督脉电针对脊髓损伤后硫酸软骨素蛋白聚糖表达的影响

目的：探索督脉电针对大鼠脊髓损伤（spinal cord injury SCI）后硫酸软骨素蛋白聚糖类分子（CSGPs）表达和后肢功能的影响。方法：取Wistar大鼠80只,用改良的Allen法制成脊髓损伤模型,随机分为对照组（40只）、督脉电针组（40只）,督脉电针组于术后开始接受督脉电针治疗。于术后第1、3、7、14、21、28天进行BBB（Basso-Beattle-Bresnahan）运动功能评分,应用免疫组织化学技术检测脊髓组织硫酸软骨素蛋白聚糖类分子（CSGPs）的表达,并用图像分析仪进行定量分析。结果：术后第3~28天,督脉电针组的BBB评分较对照组明显提高,术后第1天,对照组和督脉电针组受损脊髓中CS-GPs的表达明显增加;第3天时均达到高峰,但督脉电针组低于对照组（P〈0.05）。第7、14、21、28天,与对照组比较,督脉电针组CSGPs表达也较低（P〈0.01）。结论：督脉电针使脊髓损伤后CSGPs表达减少,促进其肢体运动功能恢复。这可能有利于抑制脊髓损伤后抑制因子的表达、消除脊髓继发性损伤,保存了残存正常脊髓组织并促进神经轴突再生,改善其肢体运动功能。

硫酸软骨素蛋白聚糖与脑损伤神经修复

硫酸软骨素蛋白聚糖是由硫酸软骨素链和核心蛋白共价结合形成的大分子复合物,作为脑组织损伤后胶质瘢痕的增生产物参与了脑神经的修复过程。不同类型的硫酸软骨素蛋白聚糖在脑组织损伤后的表达有着时间性和空间性差异,从而对脑损伤神经修复过程中的轴突再生及突触重建发挥不同的调节作用。

硫酸软骨素蛋白聚糖对MC3T3-E1细胞株矿化的影响

目的:观察硫酸软骨素蛋白聚糖(chondroitin sulfate proteoglycan,CSPG)对前成骨细胞株MC3T3-E1矿化过程中碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性和钙离子沉积量的影响。方法:MC3T3-E1细胞株在含不同浓度CSPG(0、5、10、15mg/L)诱导液中培养,不加CSPG组为对照组,其余3组为实验组,细胞诱导14d时行ALP染色和活性检测,21d时行茜素红染色和钙离子沉积量检测。结果:与对照组比较,各实验组ALP和茜素红染色面积随CSPG浓度增加逐渐减小,颜色变浅;定量分析结果显示,钙离子沉积量整体差异有统计学意义(P<0.05),ALP活性整体差异无统计学意义。结论:在本实验周期内,CSPG以剂量依赖方式抑制MC3T3-E1细胞株钙离子的沉积。

MiR-515-5p通过调控硫酸软骨素蛋白聚糖4表达对卵巢癌A2780细胞增殖和转移的影响及其机制

目的探讨miR-515-5p对硫酸软骨素蛋白聚糖4(CSPG4)的靶向调控作用,以及对卵巢癌细胞系A2780细胞增殖和转移的影响。方法通过生物信息学工具预测miR-515-5p的靶基因。Real-time PCR和Western blotting法检测65例卵巢癌组织和与其对应的癌旁组织中miR-515-5p和CSPG4的表达。将A2780细胞分为miR-NC组、miR-515-5p组、si-NC组、si-CSPG4组、miR-515-5p+pcDNA组和miR-515-5p+pcDNA-CSPG4组。MTT法检测细胞增殖活力,Transwell检测细胞迁移和侵袭数,Western blotting检测细胞周期蛋白D1(cyclinD1)、P21、基质金属蛋白酶(MMP)-2和MMP-9蛋白的表达。双荧光素酶报告基因实验和Western blotting验证miR-515-5p对CSPG4基因的调控作用。结果生物信息学分析显示,CSPG4是miR-515-5p的潜在靶基因之一。与癌旁组织相比,卵巢癌组织miR-515-5p的表达较低,CSPG4的表达较高(P<0.05)。与miR-NC组、miR-515-5p组相比,A2780细胞cyclinD1、MMP-2和MMP-9蛋白的表达较低,P21蛋白的表达较高,细胞活力较低,细胞迁移和侵袭数较少(P<0.05)。与si-NC组相比,si-CSPG4组A2780细胞cyclinD1、MMP-2和MMP-9蛋白的表达较低,P21蛋白的表达较高,细胞活力较低,细胞迁移和侵袭数较少(P<0.05)。与miR-515-5p+pcDNA组相比,miR-515-5p+pcDNA-CSPG4组A2780细胞cyclinD1、MMP-2和MMP-9蛋白的表达较高,P21蛋白的表达较低,细胞活力较高,细胞迁移和侵袭数较多(P<0.05)。MiR-515-5p靶向并负性调控CSPG4表达。结论MiR-515-5p通过靶向CSPG4可抑制卵巢癌细胞A2780增殖和转移。

软骨素酶ABC去除化学去细胞神经中硫酸软骨素蛋白多糖

目的:观察软骨素酶ABC(ChABC)是否能降解化学去细胞神经(CEAN)中的硫酸软骨素蛋白多糖(CSPG)。方法:取SD大鼠的坐骨神经,按化学法制备去细胞神经,ChABC浸泡16h,行HE染色、CSPG及基底膜素层粘连蛋白(LN)免疫组化染色,观察去细胞神经的结构及成分变化。Wistar大鼠15只,切除左坐骨神经5mm,随机分为A、B、C 3组各5只,分别采用自体神经、CEAN、经ChABC处理的CEAN修复缺损,术后15d测量各组神经纤维生长情况。结果:ChABC处理去细胞神经后,CSPG免疫组化染色示CSPG表达显著降低;HE染色显示结构无明显变化;LN免疫组化染色无明显变化。术后2周A组神经再生距离长于B、C组(P<0.05),C组优于B组(P<0.05)。结论:ChABC可降低化学去细胞神经中的CSPG,有利于促进神经再生。

瓜蒌薤白半夏汤对兔动脉粥样硬化模型主动脉蛋白聚糖的作用

目的从调整动脉壁蛋白聚糖代谢角度观察化痰治法代表方剂——瓜蒌薤白半夏汤抗动脉粥样硬化的药理机制。方法3月龄新西兰兔30只,随机分为正常组、模型组、治疗组。模型组和治疗组均给予高脂饮食造成动脉粥样硬化模型,治疗组同时给予瓜蒌薤白半夏汤灌胃。6周后取材,检测血脂,观察主动脉粥样硬化病变程度,提取主动脉蛋白聚糖,酶解为糖胺多糖,再进行醋酸纤维素薄膜电泳分析,测定各种糖胺多糖组份含量。结果正常组血胆固醇和低密度脂蛋白含量分别为13.43±3.12mmol/L、8.53±1.37mmol/L,动脉壁蛋白聚糖组份硫酸软骨素、硫酸皮肤素含量分别为21.93±1.82mg/g、15.56±1.61mg/g;与正常组比较,模型组表现为典型的动脉粥样硬化病理变化,血总胆固醇和低密度脂蛋白含量明显升高,分别为23.63±4.31mmol/L、15.63±1.27mmol/L(P<0.01),动脉壁蛋白聚糖组份硫酸软骨素、硫酸皮肤素含量明显升高,分别为31.23±1.41mg/g、19.36±1.64mg/g(P<0.01或P<0.05);与模型组比较,治疗组动脉粥样硬化灶病变程度明显减轻,动脉壁蛋白聚糖组份硫酸软骨素、硫酸皮肤素含量明显降低,分别为22.33±1.58mg/g、14.36±1.71mg/g(P<0.01或P<0.05),但血胆固醇和低密度脂蛋白无明显的降低,分别为20.54±3.59mmol/L、14.53±1.32mmol/L。结论瓜蒌薤白半夏汤可降低粥样硬化病变动脉壁硫酸软骨素蛋白聚糖、硫酸皮肤素蛋白聚糖含量,从而减轻动脉粥样硬化病变,但降低血脂作用不明显。

硫酸软骨素酶ABC对大鼠脊髓损伤修复的影响

为了探讨硫酸软骨素酶ABC对脊髓损伤后损伤局部瘢痕形成和脊髓传导功能修复的影响,本研究首先制作大鼠脊髓全横断损伤动物模型,并将其分为脊髓损伤组(A组)和脊髓损伤治疗组(B组)。在观察期内对动物的行为学表现进行BBB评分;用免疫荧光组织化学方法观察损伤4周后硫酸软骨素酶ABC对损伤局部的硫酸软骨素蛋白聚糖(CSPGs)的裂解作用;用辣根过氧化物酶(HRP)示踪法观察损伤8周后神经纤维的再生情况。结果显示:A组与B组之间动物的行为学评分B组优于A组,有显著性差异(P<0.01);B组动物脊髓内硫酸软骨素蛋白聚糖阳性物质的表达明显低于A组,具有显著性差异(P<0.05),而硫酸软骨素核心蛋白的表达无显著性差异(P>0.05);HRP示踪法显示B组脊髓损伤头端可见少量HRP标记的神经元胞体和纤维。本研究结果提示硫酸软骨素酶ABC能够裂解CSPGs中的葡胺聚糖链,减少瘢痕,促进损伤的神经纤维再生。

硫酸软骨素酶ABC治疗脊髓损伤的研究进展

脊髓损伤后在损伤部位周围形成的神经胶质瘢痕是轴突不能有效再生的主要障碍,胶质瘢痕由星形胶质细胞和硫酸软骨素蛋白聚糖组成。硫酸软骨素蛋白聚糖的基本结构是核心蛋白和葡胺聚糖链共价交连,其中抑制轴突生长的作用大部分是通过葡胺聚糖链介导的。硫酸软骨素酶ABC能特异性破坏硫酸软骨素蛋白聚糖的葡胺聚糖链,将硫酸软骨素蛋白聚糖分解成核心蛋白和碳水化合物短链,从而降低胶质瘢痕的阻碍作用使轴突的再生能力加强,神经功能得到改善。实验研究证明鞘内注射硫酸软骨素酶ABC治疗大鼠脊髓损伤取得良好结果,利用行为学评分评价硫酸软骨素酶ABC的治疗效果也证明它能促进脊髓损伤大鼠运动功能的恢复。

神经蛋白聚糖与中枢神经系统损伤

神经蛋白聚糖是凝集素蛋白聚糖家族中的一种硫酸软骨素蛋白聚糖,它是神经系统细胞外基质的成份之一,主要存在于中枢神经系统。在脑组织发育过程中,神经蛋白聚糖与一些细胞外基质分子相互作用,在中枢神经系统的发育过程中共同调节细胞的增生、迁徙、分化及轴突的生长、路径的发现和突触的形成与成熟,最终在促进中枢神经系统的解剖和功能分层中发挥作用。在成熟脑组织损伤后的再生修复过程中,表达上调的神经蛋白聚糖再次参与其中,在抑制中枢神经系统的再生与修复过程中发挥重要的作用。

硫酸软骨素酶ABC联合超短波治疗对脊髓损伤大鼠的功能恢复及胶质瘢痕形成的影响

目的:本研究旨在观察超短波联合硫酸软骨素酶ABC(ChABC)治疗对脊髓损伤术后功能恢复及与损伤后胶质瘢痕形成有关的因子如:胶质纤维酸性蛋白(GFAP)、硫酸软骨素蛋白聚糖(CSPGs)的影响。方法:42只8周龄SD大鼠随机分成3组,每组14只:对照组(包括8只单纯损伤组和6只损伤后注射PBS溶液组)、ChABC组、ChABC联合超短波治疗组。大鼠脊髓损伤后1d及1周、2周、3周、4周做BBB神经行为学评分,应用免疫组织化学SABC法染色,分别于术后2周、4周检测脊髓组织中GFAP、CSPGs表达的平均光密度值差异。结果:BBB评分比较:术后1周到4周,联合治疗组在各时间点的BBB评分均高于对照组(P<0.01,0.05),而ChABC组仅在术后第4周明显高于对照组(P<0.01);2个治疗组间比较差异均无统计学意义。GFAP、CSPGs免疫组化分析:与对照组相比,术后2周ChABC组和联合组的GFAP、CSPGs平均光密度度值均明显降低(P<0.01)。术后4周时,ChABC组和联合组的GFAP、CSPGs平均光密度度值与对照组相比差异均无统计学意义(P>0.05)。结论:ChABC联合超短波治疗能更好的促进脊髓损伤后的神经功能的恢复,并可在2周时抑制胶质瘢痕形成,但作用不持久,具体机制有待进一步研究。

吗替麦考酚酯对大鼠弥漫性轴索损伤后脑干胶质细胞激活及硫酸软骨素表达的影响

目的探讨吗替麦考酚酯(MMF)对大鼠弥漫性轴索损伤(DAI)后脑干胶质细胞激活及硫酸软骨素表达的影响。方法将72只DAI后SD大鼠随机分为3组:空白对照组、生理盐水治疗组(NS组)、吗替麦考酚酯治疗组(MMF组)。MMF组腹腔注射MMF(100 mg/kg)干预;NS组腹腔注射等量生理盐水;空白对照组只作针扎刺激,不注射任何药物。伤后7、14、28 d处死3组大鼠,取大鼠脑干进行巨噬细胞-小胶质细胞质抗原(ED-1)、胶质纤维酸性蛋白(GFAP)和硫酸软骨素(CS)免疫组化染色,检测活化小胶质细胞、活化星形胶质细胞、硫酸软骨素蛋白聚糖,并以累积光密度(IOD)值进行定量评估。结果在伤后不同时间点,MMF组活化小胶质细胞、活化星形胶质细胞、硫酸软骨素蛋白聚糖IOD值均显著低于NS组与空白对照组(P<0.05);而NS组和空白对照组之间无统计学差异(P>0.05)。结论 MMF可抑制大鼠DAI后脑干小胶质细胞和星形胶质细胞激活,还可降低CS表达。

不同年龄大鼠颗粒性脑蛋白聚糖的比较研究

目的 探讨颗粒性脑蛋白聚糖 (PG)与脑发育和老化的关系。方法 纯种SD大鼠随机分为 3组 :初生组、青年组和近老年组。脑组织经脱脂处理后 ,4mol·L-1盐酸胍提取各组大鼠颗粒性脑PG ,DEAE Sephacel柱层析分离纯化 ,Sepharose 4B柱层析分析其分子大小 ,双向电泳法分析其糖胺多糖 (GAG)的组成。 结果 颗粒性脑PG的提取率随增龄而降低 ;大分子硫酸软骨素蛋白聚糖 (CSPG)主要存在于初生组和青年组 ;小分子硫酸皮肤素蛋白聚糖 (DSPG)的比例随增龄而增高 ,而小分子CSPG的比例则随增龄而降低。结论 颗粒性脑PG随动物年龄的增长发生一定的变化 ,与脑的发育和老化密切相关。

补阳还五汤抑制脊髓损伤区内硫酸软骨素蛋白聚糖表达的实验研究

目的:研究补阳还五汤对大鼠脊髓损伤区硫酸软骨素蛋白聚糖(CSPGs)表达的抑制作用。方法:利用脊髓半横断损伤大鼠模型,将SD大鼠随机分为正常组、空白对照组和补阳还五汤治疗组、阳性对照组(激素组),每组再随机分为7d、15d、30d等3个时间点,通过免疫组织化学染色检测各组脊髓损伤区硫酸软骨素蛋白聚糖表达的差异;结果:补阳还五汤组(0.85±0.03)与空白对照组(1.62±0.06)相比,脊髓损伤区内硫酸软骨素蛋白聚糖表达受到明显抑制,差异有极显著性差异(P<0.01),激素组(1.76±0.04)与空白对照组(1.62±0.06)相比差异无显著性(P>0.05);结论:补阳还五汤可以抑制脊髓损伤区胶质瘢痕内CSPG的表达,从而抑制CSPG对轴突再生的抑制作用,可能是其促进脊髓损伤后后神经功能恢复的机制之一。

硫酸软骨素蛋白聚糖4在肿瘤免疫治疗中的作用

硫酸软骨素蛋白聚糖4 （ chondroitin sulfate proteoglycan 4, CSPG4）最先被认定为具有高免疫原性的黑色素瘤细胞表面抗原，是一种跨膜蛋白聚糖。CSPG4虽然也像其他硫酸软骨素蛋白聚糖一样，人体发育过程中在许多正常组织都有少量表达，但是在像恶性黑色素瘤等许多人类癌症和肉瘤中都普遍存在过度表达的现象。另外，CSPCA也在头颈部的鳞状细胞癌和基底细胞样乳腺癌的肿瘤干细胞中表达，这说明CSPG4可能与这些癌症的恶化和复发有关。对CSPG4细胞分子生物学的研究发现，CSPG4通过与其它细胞表面蛋白和酪氨酸激酶受体作用来调控细胞内多条信号通路，这些信号通路影响着肿瘤细胞的转移、生长、存活和对化疗药物的抗性。尽管目前还不能将CSPG4作为黑色素瘤或者基底细胞样乳腺癌预后诊断的标志．但是大量体外和体内的实验结果已经证明CSPG4的单克隆抗体对肿瘤有抑制作用。斟此，CSPG4可以作为具有研究前景的药物靶标，用于开发针对相关肿瘤的综合治疗药物。